第八章調(diào)速回路

1、2022-6-41第八章第八章 調(diào)速回路調(diào)速回路2022-6-42液壓基本回路液壓基本回路 指那些為了實(shí)現(xiàn)特定的功能而把某些液壓元件和管道按一定的方式組合起來(lái)的油路結(jié)構(gòu)。 液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) 由一個(gè)或多個(gè)液壓基本回路組成。前前 言言2022-6-438-1 8-1 節(jié)流調(diào)速回路節(jié)流調(diào)速回路 通過(guò)改變回路中流量控制元 件通流截面積的大小來(lái)控制流入 執(zhí)行元件或自執(zhí)行元件流出的流量，以調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度。 按工作中回路壓力是否隨負(fù)載變化分：v定壓式節(jié)流調(diào)速回路v變壓式節(jié)流調(diào)速回路工作原理工作原理2022-6-44一、定壓式節(jié)流調(diào)速回路一、定壓式節(jié)流調(diào)速回路 定壓式節(jié)流調(diào)速回路的一般形式如下：進(jìn)口節(jié)流式出口

2、節(jié)流式2022-6-45進(jìn)、出口節(jié)流式2022-6-46下面以下面以“進(jìn)口節(jié)流式進(jìn)口節(jié)流式”為主，進(jìn)行討為主，進(jìn)行討論論（一）、回路的特點(diǎn)：（一）、回路的特點(diǎn)：1、液壓泵的壓力經(jīng)溢流閥調(diào)定后,基本上保持不變；2、液壓缸的輸入流量由節(jié)流閥調(diào)節(jié)，定量泵輸出的多余油液經(jīng)溢流閥排回油箱 回路正常工作的必要條件。(二二)、回路的機(jī)械特性、回路的機(jī)械特性:(v F 的關(guān)系的關(guān)系)1、關(guān)系式：、關(guān)系式：當(dāng)不考慮回路中各處摩擦力作用時(shí)，則有下式成立：2022-6-47整理(1)，(2)，(3)式，可得：2022-6-482、機(jī)械特性曲線、機(jī)械特性曲線2022-6-49由圖可知：當(dāng)溢流閥的調(diào)整壓力pp和節(jié)流閥的

3、通流截面積AT1調(diào)定之后 F v 不變、F v、當(dāng)F=A1pp時(shí)，v = 0 即活塞停止運(yùn)動(dòng)；、定壓式節(jié)流調(diào)速回路的承載能力是不受AT1的變化影響的。2022-6-410(三三)、回路速度剛性：、回路速度剛性：活塞運(yùn)動(dòng)速度受負(fù)載影響的程度，它是回路對(duì)負(fù)載變化抗衡能力的一種說(shuō)明。 某處的斜率kv機(jī)械特性越硬活塞運(yùn)動(dòng)速度受負(fù)載變化的影響活塞在負(fù)載下的運(yùn)動(dòng)越平穩(wěn)。2022-6-411 影響影響kv的因素：的因素：1、當(dāng)AT1不變時(shí)，F(xiàn)kv2、當(dāng)F不變時(shí)，AT1kv3、pp或A1或 kv(pp，A1，的變化受其它條件的限制)2022-6-412(四四)、回路的功率特性：、回路的功率特性：以其自身的功率

4、損失（不包括泵、缸、管道的功率損失），功率損失分配情況和效率來(lái)表達(dá)的。1、功率損失：、功率損失： 定壓式進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的輸入功率PP（即定量泵的輸出功率）、輸出功率P1和功率損失P分別為：2022-6-4132、功率損失分配、功率損失分配 回路的功率損失包括兩部分：P1=Pp q P2= PT1 q13、效率、效率影響因素：、當(dāng)q1qp(或q) c 、當(dāng)p1pp(F) c2022-6-414 當(dāng)A AT1T1不變時(shí)，若Fp1q1 P1= p1q1 當(dāng)p1= 0 或 p1= pp 時(shí)，P1= 0 因此，當(dāng)p1在0 pp之間變化時(shí)，P1有一最大值，即：2022-6-415 整個(gè)回路的功率損失很大

5、，回 路的效率很低。結(jié)論2022-6-416（五）、回路的調(diào)速范圍（五）、回路的調(diào)速范圍Rc：以其所驅(qū)動(dòng)的液壓缸在某個(gè)負(fù)載下可能得到的最大工作速度和最小工作速度之比表示。式中：RT1 節(jié)流閥的調(diào)速范圍 定壓式進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速范圍只受流量控制元件調(diào)節(jié)范圍的限制。結(jié)論2022-6-417（六）、回路中組成元件的泄漏（六）、回路中組成元件的泄漏1、液壓泵處的泄漏較大，但只影響通過(guò)溢流閥的流量；2、節(jié)流閥和液壓缸的泄漏很??；結(jié)論(七七)、回路的優(yōu)缺點(diǎn)、回路的優(yōu)缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低，效率低，只宜用在負(fù)載變化不大、低速、小功率的場(chǎng)合。泄漏對(duì)回路各項(xiàng)性能的影響不大2022-6-418二、變壓式節(jié)流調(diào)

6、速二、變壓式節(jié)流調(diào)速回路回路2022-6-419(一一)、回路的特點(diǎn)、回路的特點(diǎn)1、回路的工作壓力隨負(fù)載而變；2、節(jié)流閥調(diào)節(jié)排回油箱的流量，從而間接地控制了流入缸中的流量；3、此回路的溢流閥起安全保護(hù)作用。(二二)、回路的機(jī)械特性、回路的機(jī)械特性 變壓式節(jié)流調(diào)速回路的液壓泵的泄漏對(duì)液壓缸的工作速度有影響，泄漏的大小又直接與回路的工作壓力有關(guān)。即：2022-6-420式中：kl 泵的泄漏系數(shù) 根據(jù)上式，按不同的AT值作圖，可得一組機(jī)械特性曲線。2022-6-421 由圖可知：由圖可知：1、對(duì)于調(diào)速閥而言、對(duì)于調(diào)速閥而言 F v 基本不變2、對(duì)于節(jié)流閥而言、對(duì)于節(jié)流閥而言 、當(dāng) AT不變時(shí)，F(xiàn) v

7、 所以機(jī)械特性比定壓式的“軟”的多 、當(dāng)F到達(dá)某一數(shù)值時(shí)，v = 0、回路的承載能力是變化的，即v(AT) 承載能力AT1AT2AT3AT1AT2qt2qt3由圖可知Fv(變量泵有泄漏)；承載能力很差2022-6-4333、回路的速度剛性、回路的速度剛性k kv 影響 kv 的因素：4、回路的調(diào)速范圍、回路的調(diào)速范圍式中：Rp 變量泵的調(diào)節(jié)范圍； qtmax 變量泵的最大理論流量。2022-6-434(二二)、泵、泵 缸式閉式容積調(diào)速回路缸式閉式容積調(diào)速回路1、輔助泵2、溢流閥3、換向閥4、液動(dòng)閥5、單向閥6、安全閥7、變量泵8、安全閥9、單向閥2022-6-4351、雙向變量泵：、雙向變量泵

8、：除了給液壓缸供應(yīng)所需的油液外，還可以改變輸油方向，使液壓缸運(yùn)動(dòng)換向(換向過(guò)程比使用換向閥平穩(wěn)，但換向時(shí)間長(zhǎng))。2、兩個(gè)安全閥：、兩個(gè)安全閥：用以限制回路每個(gè)方向的最高壓力。3、兩個(gè)單向閥：、兩個(gè)單向閥：“補(bǔ)油變向”輔助裝置供補(bǔ)償回路中泄漏和液壓缸兩腔流量差額之用。一些元件在回路中的作用2022-6-4364、換向閥：、換向閥：變換工作位置時(shí)，輔助泵輸出的低壓油一方面改變液動(dòng)閥的工作位置，并作用在變量泵定子的控制缸 a a或b b上，使變量泵改變輸油方向；另一方面又接通變量泵的吸油路，補(bǔ)償封閉油路中的泄漏，并使吸油路保持一定壓力以改善變量泵吸油情況。5、輔助泵：、輔助泵：輸出的多余油液經(jīng)溢流閥

9、流回油箱。6、變量泵：、變量泵：只在換向過(guò)程中通過(guò)單向閥直接從油箱吸油。注意：這種回路的工作特性和開(kāi)式的完全相同。2022-6-437二、泵二、泵馬達(dá)式容積調(diào)速回路馬達(dá)式容積調(diào)速回路1、變量泵、變量泵 定量馬達(dá)式調(diào)速回路定量馬達(dá)式調(diào)速回路（恒轉(zhuǎn)（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速回路）矩調(diào)速回路）特點(diǎn)：此回路的調(diào)速范圍較大，一般可達(dá)Rc40。當(dāng)回路中泵和馬達(dá)都能雙向作用時(shí)，馬達(dá)可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的反向。這種回路在小型內(nèi)燃機(jī)車(chē)、液壓起重機(jī)、船用絞車(chē)等處的有關(guān)裝置上應(yīng)用。2022-6-4382、定量泵、定量泵 變量馬達(dá)式調(diào)速回路變量馬達(dá)式調(diào)速回路（恒功（恒功率調(diào)速回路）率調(diào)速回路）特點(diǎn)：這種回路的調(diào)速范圍很小，一般只有Rc3。

10、不能用來(lái)使馬達(dá)反向。這種回路在造紙、紡織等行業(yè)的卷取裝置中得到了應(yīng)用。2022-6-4393、變量泵、變量泵 變量馬達(dá)式調(diào)速回路變量馬達(dá)式調(diào)速回路特點(diǎn)：這種回路拓寬了調(diào)速范圍 ，即Rc = RPRM 。效率較高，適用于大功率場(chǎng)合。2022-6-4408-4 8-4 容積節(jié)流調(diào)速回路容積節(jié)流調(diào)速回路 采用壓力補(bǔ)償型變量 泵供油，用流量控制元件確定進(jìn)入液壓缸或由液壓缸流出的流量來(lái)調(diào)節(jié)活塞的運(yùn)動(dòng)速度，并使變量泵的輸油量自動(dòng)地與液壓缸所需的流量相適應(yīng)。 工作原理工作原理 沒(méi)有溢流損失，效率較高 ，速度穩(wěn)定性比單純的容積調(diào)速回路好?；芈返膬?yōu)缺點(diǎn)2022-6-441一、定壓式容積節(jié)流調(diào)速一、定壓式容積節(jié)流

11、調(diào)速回路回路2022-6-4421、這種回路使用了限壓式變量葉片泵和調(diào)速閥；2、活塞運(yùn)動(dòng)速度v由調(diào)速閥中節(jié)流閥的通流截面積A T來(lái)控制；3、變量泵輸出的流量qp和進(jìn)入缸中的流量q1自相適應(yīng)：v當(dāng)qp q1時(shí)泵的供油壓力變量泵的流量自動(dòng) qp q1；回路的特點(diǎn)2022-6-443v當(dāng)qp q1時(shí)泵的供油壓力變量泵的流量 qpq1；4、調(diào)速閥的作用v使進(jìn)入缸中的流量保持恒定；v使泵的供油壓力，供油量基本上不變，從而使泵和缸的流量匹配；5、回路的速度剛性，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，承載能力和調(diào)速范圍都和與它對(duì)應(yīng)的節(jié)流調(diào)速回路相同；6、這種回路最適用于負(fù)載變化不大的中、小功率場(chǎng)合。2022-6-444二、變壓式容積

12、節(jié)流調(diào)速二、變壓式容積節(jié)流調(diào)速回路回路2022-6-4451、這種回路使用穩(wěn)流量泵和節(jié)流閥；2、節(jié)流閥控制著進(jìn)入液壓缸的流量q1，并使變量泵輸出流量qp自動(dòng)和q1相適應(yīng)；v當(dāng)qp q1時(shí)泵的供油壓力泵內(nèi)左，右兩個(gè)柱塞進(jìn)一步壓縮彈簧e泵的供油量qp qp q1 ；v當(dāng)qp 、溢流閥最小調(diào)定壓力pY 是多少（調(diào)壓偏差不計(jì)）？2、負(fù)載F=0時(shí)，泵的工作壓力是多少？3、液壓缸可能達(dá)到的最高工作壓力是多少？ 2022-6-450FpYppA1A2p1p22022-6-451解：1） pYA1= p2A2 + F= pminA2+Fmax pY = （ pminA2 ）A1+ FmaxA 50 30000

13、 = 0.5106 + = 3.25MPa 100 100 10-4 2) F=0時(shí)，液壓泵的壓力不變，仍為 pp= 3.25MPa 3) F=0時(shí)，液壓缸的工作壓力最高，即 pYA1= p2max A2 p2max= pYA1/A2= 3.25 100/50=6.5MPa2022-6-4528-2、能否實(shí)現(xiàn)“夾緊缸先夾緊工件，進(jìn)給缸再移動(dòng)”的要求（夾緊缸的速度須能調(diào)節(jié)）?為什么？該怎么辦？pxpYpp2022-6-453答：1）不能實(shí)現(xiàn)。 2） 因?yàn)楣?jié)流閥的存在要求部分油液通過(guò)溢流閥，所以pp= pY；而pxpY ，順序閥必然打開(kāi)，兩缸同時(shí)動(dòng)作。 3）改進(jìn)辦法是將內(nèi)控順序閥改為液控順序閥。2

14、022-6-454pxpYpp2022-6-4558-3、附圖所示的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，液壓缸大小腔面積各為A1=100cm2，A2=50cm2，F(xiàn)max=25000N1、如果節(jié)流閥的壓降在Fmax時(shí)為30105Pa，問(wèn)液壓泵的工作壓力pp和溢流閥的調(diào)整壓力各為多少？2、若溢流閥按上述要求調(diào)好后，負(fù)載從Fmax=25000N降到15000N時(shí)，液壓泵工作壓力和活塞的運(yùn)動(dòng)速度各有什么變化？ pYppA1A2p1F2022-6-456解：1） p1 A1 = F p1=F/A1=25000/10010-4 = 25 105MPa pp=p1+p節(jié)=(25+30)105= 55 105MPa pY

15、= pp = 55 105 MPa 2) 液壓泵工作壓力不變； 活塞運(yùn)動(dòng)速度增大。2022-6-4578-4、附圖中，如變量泵的轉(zhuǎn)速n=1000r/min，排量V=40mL/r，泵的容積效率v=0.9，機(jī)械效率m=0.9,液壓泵的工作壓力pp=60105Pa，進(jìn) 油 路 和 回 油 路 壓 力 損 失 p進(jìn)= p回=10105Pa ，液壓缸大腔面積A1=100cm2，小腔面積A2=50cm2，液壓缸的容積效率v= 0.98，機(jī)械效率m= 0.95，試求： 1、液壓泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率？ 2、活塞推力？ 3、液壓缸輸出功率？ 4、系統(tǒng)的效率？ 2022-6-458p進(jìn)p回2022-6-459解：1） P出p= n V pp vp =100040 10-6 60 105 0.9/60 = 3600 w P電= P入p